高速公路高清标清混合联网监控技术探讨

　　在收费站内高码流的收费压缩视频(2-4M，D1格式)通过解码器还原成模拟视频信号上电视墙进行显示，低码流的收费视频和监控视频(几百K，CIF格式)信号进磁盘阵列进行存储。同时高码流的监控视频通过通信系统传输到路段监控中心，由解码器解码后还原成模拟图像在电视墙上进行显示。

　　该模式前端接入时采用IP信号，因此其实现高清/标清混合联网的最佳解决方案是采用高清IP摄像机。高清IP摄像机直接输出H.264压缩的视频信号，通过IP网络直接接入到收费站的IP交换机，并通过SDH网络与路段监控中心联网。

　　该模式系统简单，实现容易，但其不足之处也显而易见：

　　(1)电视墙上显示的高清图像是有损伤、有延时的压缩图像，这在某种程度上失去了“高清”的意义。对于1路1080P的高清图像来说，压缩成MPEG2格式需要24M左右的码流才能保障其图像质量(目前广播电视的高清标准)，压缩成H.264格式，则至少也要10M以上才能保障其质量。但是，大量的高码率视频对IP传输和交换都会带来巨大的压力，因此在实际使用过程中往往把高清码流降低至6到8M，甚至更低，“高清”效果被大打折扣，所谓“高清”不清的描述指的就是这种情形。

　　(2)在监控中心一但需要用到原始的、无损伤的高清图像时，该模式完全无法提供，这为今后的业务扩展造成了巨大的障碍。如，今后有可能要上一些视频检测、视频智能分析等系统，不但每路高清信号都还得用视频解码器把压缩信号进行解码还原，而且采用还原后的信号，则这些系统的性能有可能将严重下降。

　　(3)需占用昂贵的SDH带宽。对于高清信号，比较合理的码流是10M左右，一个622M SDH系统传不了几十路的高清信号。即使采用2.5G的SDH，其传输容量也非常有限，而且摊到每路视频的传输成本非常昂贵。

　　(4)需要昂贵的核心交换机用于大码率高清视频码流的交换。如果核心交换机的交换能力达不到要求，则视频质量将迅速恶化，造成丢帧、马赛克、黑屏等现象。

　　“光传输交换平台模式”实现高清/标清混合联网监控

　　为了克服“全压缩视频”模式的缺点，同时保留“全压缩模式”的优点，目前一种常用的解决方案就是“光传输交换平台模式”。

　　“光传输交换平台模式”采用了完全不同的解决方案。“光传输交换平台模式”的核心思想是实时监控采用高清/标清数字非压缩视频信号，存储、进局域网到桌面及与省级监控中心联网则采用H.264压缩图像。“光传输交换平台模式”是集数字视频光纤传输网络和数字视频矩阵功能于一体、集数字非压缩视频与数字压缩视频于一体、集高清、标清与一体、既满足了高清晰、高实时图像的需求，又满足了数字化存储、IP网络传输要求的联网监控系统解决方案(如图2-1、2所示)。
 

　　收费车道、收费亭的视频、音频、开关量等信号在收费亭进入“标清远端光接入模块”(VAR3-ONU)，然后通过一芯光纤传输到收费站/收费集中站的“光汇聚交换设备”(VAR3-OLT)中;收费广场的高清视频信号通过HD-SDI接口输入“高清远端光接入模块”(VAR3-HONU)，并通过光纤传输到收费站/收费集中站的光汇聚交换设备中，它一方面可以切换输出标清模拟视频信号上电视墙进行显示，同时也可以切换出高清视频信号上电视墙显示(显示器需支持高清视频显示)。另一方面还可以根据需求直接把高清/标清数字非压缩视频码流通过上联光口传输到路段监控分中心/监控中心的“光汇聚交换设备”上。同时，收费站/收费集中站的“光汇聚交换设备”把所有的高清/标清视频信号进行H.264压缩，并输出到磁盘阵列进行存储。

　　监控系统的主线监控视频和隧道内监控视频进入“高清/标清远端光接入模块”(VAR3-ONU/HONU)，多个高清/标清远端光接入模块组成级联链路或光纤环网链路后直接与监控分中心/监控中心的光汇聚交换设备联接。监控分中心/监控中心的光汇聚交换设备一方面可以切换输出标清模拟视频信号上电视墙进行显示，同时也可以切换出高清视频信号上电视墙显示(显示器需支持高清视频显示)。另一方面还可以根据需求直接把高清/标清数字非压缩视频码流通过上联光口传输到更高一级的监控中心(如果有需求的话);同时，还可以把所有接入的高清/标清监控视频信号进行H.264压缩，并输出到磁盘阵列进行存储。

　　从上面可以看出，“光传输交换平台”模式主要由以下几部分组成。

　　前端光接入：“高清/标清远端光接入模块”接入高清/标清视频、音频、数据等信号，并通过光纤以点对点、级联或环网的拓扑结构直接接入收费站/路段监控中心的“光汇聚交换设备”;